碳酸钙及其用途

   碳酸钙是一种重要的无机矿物。从地质学角度来看,碳酸钙就是地球外壳的天然矿物。碳酸钙矿床有3种类型:石灰石、白垩和大理石。据有关部门研究,世界碳酸岩(包括碳酸钙和白云石)的分布面积达534万平方公里,占地球陆地表面积的4%。中国碳酸岩分布面积为344万平方公里,占世界的64%。 碳酸钙分轻质碳酸钙(PCC)和重质碳酸钙(GCC)两种。碳酸钙的特性是可以人工调控色泽、粒径、表面特性、分散度、流变性、触变性以及晶型等,而且碳酸钙化学纯度高,化学惰性强,热稳定性好,在400摄氏度以下不会分解。另外,碳酸钙还具有吸油率低、硬度低、磨耗值小、无毒、无臭、无味,分散性好等优点。 由于上述特殊性能,碳酸钙的应用发展较快,目前已广泛地应用于工农业领域,如橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、油墨、电缆、制药、化肥、饲料、食品、制糖、纺织、玻璃、陶瓷、卫生用品、密封剂、胶粘剂、杀虫剂和农药载体以及烟道除硫、水处理等环保方面。轻质碳酸钙用途与重质碳酸钙有重叠也有不同,主要用于造纸、塑料、人造橡胶、食品、食用色料、医药、黏结剂和卫生用品等领域。近年来,因为有资料谈及轻质碳酸钙可增强某些材料的性能,所以它的使用范围有所增加。 碳酸钙在造纸业的应用　在造纸工业使用碳酸钙,可使纸张亮度好、结构坚实、利书写、涂布均匀、摩擦度低、易排湿以及易干燥等。由于世界造纸业从上世纪80年代初开始成功地由酸性工艺转向碱性工艺,使填充料的使用发生了革命性的变化:碳酸钙代替木桨和其他颜料,可改善纸张的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。碱基加工主要用于生产精细印刷和书写纸张,对新闻纸等一些重要用纸,虽然使用酸基环境生产,但也可使用碳酸钙。目前造纸涂料配方中碳酸钙使用量大幅增加,已从5%～10%上升到30%左右。 世界由酸性转向碱性工艺造纸在上世纪90年代中期达到高潮,以造纸生产能力计,1997年美国碱性或中性造纸工艺占造纸总生产能力的80%,西欧占65%;到2000年,美国除少量特殊纸品外,95%生产能力已采用碱性或中性,欧洲也达80%。这种转向给了碳酸钙一个巨大的市场。 目前我国生产的造纸涂布级碳酸钙不能满足需求,缺口尚需进口补足。 碳酸钙在塑料聚合物方面的应用　碳酸钙是非常重要的填充料,特别是在欧洲,以重量计,占矿物填充剂和加强剂市场的60%。碳酸钙填充料的主要用途有增塑PVC(电缆、地板人造革等,重钙占10%～30%,),硬聚氯乙烯(rigidPVC门窗、异型材、板材、管材、薄板中占5%～20%,地板砖中占40%～80%),不饱和聚酯材料(汽车、电器和器具工业的薄板模塑和整体模塑),聚丙烯(家具、汽车、包装、纤维等)和聚乙烯。 重钙作为填料加入塑料中,不仅起到增容、增量、降低成本、使布料均匀作用,还能提高加工性能、耐磨性能、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、断裂伸长率和制品热学性能等,另外,加入重钙,可改进塑料制品的稳定性。 据报道,重钙目前广泛应用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和各种不饱和树脂中,其中PVC制品是碳酸钙最早和最大的市场,比如,在软质聚乙烯电线、聚氯乙烯、聚氯乙烯瓦、钙塑料材料中,占20%～50%,在聚乙烯、聚丙烯包装材料中占10%～30%,在汽车零部件、天棚中占20%～60%。 碳酸钙在生产油漆、涂料方面的应用　生产油漆是碳酸钙的另一个重要用途。碳酸钙是油漆生产中重要的填充剂,细度和颗粒分配决定了油漆的透明度。还有,碳酸钙耐候性好,具有耐磨损、低电解液含量、PH稳定效应、可提高耐腐蚀性能和涂料的流变性等重要特性。碳酸钙在水基涂料系列也非常重要,它能提高速干性能,在公路划线方面有重要意义。 另外,在油漆中使用碳酸钙可以减少钛白粉的用量,从经济上考虑是有利的。这必将进一步刺激碳酸钙在油漆、涂料中的用量增长。